Abstracts - Mineralogia Polonica

MINERALOGIA POLONICA
Volume 14 No1-2 1983
EDWARD GORLICH, KRYSTYNA BŁASZCZAK, MIROSLAW HANDKE
INFRARED SPECTRA OF SILICA POLYMORPHS
A completement of spectra of silica polymorphs obtained both using the classical and
interferometric methods in medium and far infrared range is presented.
EDWARD GORLICH, KRYSTYNA BŁASZCZAK, MIROSLAW HANDKE
WIDMA W PODCZERWIENI ODMIAN POLIMORFICZNYCH KRZEMIONKI
Spektroskopia wibracyjna jest użyteczną metodą analizy fazowej odmian polimorficznych SiO2 pod
warunkiem posiadania wiarygodnych widm porównawczych. Celem niniejszej publikacji było
skompletowanie widm odmian polimorficznych SiO2 (z wyjątkiem: wysokotemperaturowego
kwarcu, hydrotermalnie otrzymanego P21/a koezytu oraz keatytu). Pomiary były wykonane
zarówno na klasycznym spektrofotometrze UR-10 (Zeiss) jak i interferometrycznym FTS-14
Digilab. Metoda spektroskopii furierowskiej umożliwiła dodatkowo rejestrację widm w zakresie
niskoenergetycznych drgań sieci krystalicznej. Metoda spektroskopii wibracyjnej okazuje się
suplementarna w stosunku do metod dyfrakcyjnych. Widma w podczerwieni koezytu, formy
wysokociśnieniowej krzemionki, są przedstawione w tej pracy po raz pierwszy.
HENRYK KUCHA, BOGUSŁAW BĄK, ANDRZEJ WIECZOREK
PRELIMINARY REPORT ON SUPERSTRUCTURES IN ZINC-DOLOMlTE
Zinc-dolomite was studied by high-resolution electron microscope imaging, selected area
diffraction and electron microprobe. Electron diffraction data suggest the presence of a periodic
antiphase structure (PAS) in Zn-dolomite. Its unit cell probably consists of three units: CaMg(CO3)2
as a basal unit, CaZn(CO3)2, and CaCO3. The periodic array of PAS domains is parallel to 120 and
probably and a stair-like structure. The upper limit of CaZn(CO3)2 domain size is about 100 ,
according to dark-field image study. Other rhombohedral dicarbonates probably also have domain
structures. The size of the domain is controlled by the value of misfit of the domain lattice to the
host lattice.
HENRYK KUCHA, BOGUSŁAW BĄK, ANDRZEJ WIECZOREK
WSTĘPNE DANE O WYSTĘPOWANIU NADSTRUKTURY W DOLOMICIE
CYNKOWYM
W pracy przedstawiono wyniki interpretacji dyfrakcji elektronów uzyskanych dla próbek, które na
podstawie wcześniejszych dokładnych analiz uznano za dolomity cynkowe. Materiał do dyfrakcji
pobrano pod kontrolą mikroskopu z obszaru, w którym skład chemiczny określono za pomocą
mikroanalizatora rentgenowskiego. Dyfrakcja elektronowa wskazuje na obecność w badanym
dolomicie cynkowym uporządkowania, domenowej, struktury antyfazowej. Komórka elementarna
dolomitu cynkowego z okresową strukturą antyfazową składa się prawdopodobnie z trzech części:
CaMg(CO3)2 jako podstawowej sieci goszczącej, CaZn(CO3)2 i CaCO3. Zgodnie z koncepcją Zn2+
i nadmiar Ca2+ wydaje się być wprowadzone do sieci goszczącej dolomitu CaMg(CO3)2 w formie
domen CaZn(CO3)2 i CaCO3 jednolicie rozmieszczonych, a nie wprost na miejsca Mg2+, z
regularną okresowością kontrolowaną przez średnią zawartość Zn2+ w dolomicie, jak to się
przyjmuje dla klasycznego roztworu stałego. Proponowana struktura domenowa dobrze zgadza się
ze składem chemicznym dolomitów cynkowych określonym przez stosunek R1 : R2 (tabela 1).
Niedopasowanie sieci domenowej CaZn(CO3)2 w stosunku do sieci goszczącej dolomitu oraz
dystorsja oktaedryczna ograniczają wielkość domen CaZn(CO3)2 do 100, a zatem są one za małe,
aby je obserwować metodami rentgenowskimi lub za pomocą mikrosondy elektronowej. Dane z
dyfrakcji elektronowej nie są niezgodne z dotychczasowymi wiadomościami o budowie
podwójnych węglanów romboedrycznych, prezentują jedynie ich nowy interpretację. Inne
podwójne węglany romboedryczne mają prawdopodobnie takie struktury domenowe o czym
świadczą wyniki dyfrakcji elektronowych uzyskanych na dolomitach ankerytowych i ankerytach.
WOJCIECH NARĘBSKI
A PROPOSAL OF SIMPLIFIED STATISTICAL EVALUATION OF SMALL AMOUNT OF
GEOCHEMICAL DATA
The proposed procedure is applicable in geochemical characteristics of natural objects on the
ground of 8 to 20 analytical data. It consists in graphical estimation of frequency distribution types
and of basic statistical parameters of individual elements using linear and logarithmic probability
papers without preliminary grouping the data into classes. The obtained values for normal
distributions can be checked by calculation of arithmetic means and calculation of standard
deviations from the range values using Tippet's formula. The estimation of parameters of lognormal
distributions is carried out by combination of the graphical method with Peterinining variation
coefficients from the values of variance by means of Gorlitski's diagram.
WOJCIECH NARĘBSKI
O UPROSZCZONEJ OCENIE STATYSTYCZNEJ MAŁEJ ILOŚCI DANYCH
GEOCHEMICZNYCH
Proponowaną metodę można stosować dla geochemicznej charakterystyki naturalnych obiektów na
podstawie 8-20 danych analitycznych. Polega ona na graficznym oznaczeniu typów rozkładów
poszczególnych pierwiastków i ich podstawowych parametrów statystycznych przy pomocy
normalnej i lognormalnej siatki probabilistyczaej bez wstępnego grupowania danych w klasy.
Otrzymanie wartości dla rozkładów normalnych należy sprawdzić obliczeniem średnich
arytmetycznych oraz odchyleń standardowych z rozstępu za pomocą wzoru Tippet?a. Parametry
rozkładów lognormalnych uzyskuje się wspomnianą metodą graficzną oraz przy pomocy wykresu
Gorlickiego; pozwalającego na wyznaczenie współczynnika zmienności na podstawie wariancji.
HENRYK KUCHA, WOJCIECH MAYER, ADAM PIESTRZYŃSKI
VANADIUM IN THE COPPER ORE DEPOSIT
ON THE FORE-SUDETIC MONOCLINE (POLAND)
Vanadium occurs in the Lower Zechstein shale and clay dolomite mainly in the form of organic
compounds vanadyl ethioporphyrins. Electron microprobe studies have shown that it concentrates
in organic matter located between the flakes of clay minerals. Maximum vanadium content in
microareas may run up to 5 wt. % averaging 0.11 wt. % in shale. The vertical distribution of this
metal in the ore-bearing sequence is independent of the intensity or type of mineralization.
HENRYK KUCHA, WOJCIECH MAYER, ADAM PIESTRZYŃSKI
WANAD W ZŁOŻU RUD MIEDZI NA MONOKLINIE PRZEDSUDECKIEJ (POLSKA)
Wanad występuje w dolnocechsztyńskim łupku i dolomicie ilastym głównie w postaci związków
organicznych etioporfiryn wanadylowych. Badania chemiczne w mikroobszarze wykazały, że
koncentruje się on w substancji organicznej, umiejscowionej pomiędzy blaszkami minerałów
ilastych. Maksymalna zawartość wanadu w substancji organicznej może sięgać 5% wag., przy
średniej zawartości dla łupka równej 0.11% wag. Rozmieszczenie metalu w profilu pionowym
złoża jest niezależne od intensywności i typu okruszcowania.
ELŻBIETA BODEK, JANUSZ ZIĘTKIEWICZ, MIECZYSŁAW ŻYŁA
SORPTION PROPERTIES AND POROSITY OF SOME CATIONIC FORMS OF
MONTMORILLONITE AND THEIR ACID-ACTIVATION PRODUCTS
The paper discusses the changes in sorption properties and porosity of Na-, Zn-, Al-, Cr- and Snforms of montmorillonite and their acid-activation products. A substantial increase in pore volume
has been noted, especially in the range of micro- and mesopores. Most pronounced changes occur in
sodium montmorillonite. The change in porosity is paralleled by the marked increase in argon
sorption on acid-activated samples. In acid-activation products, a considerable decrease in sorption
can be observed, due to the removal of OH- groups and exchangeable cations from the interlayer
spaces of montmorillonite.
ELŻBIETA BODEK, JANUSZ ZIĘTKIEWICZ, MIECZYSŁAW ŻYŁA
WŁASNOŚCI SORPCYJNE I POROWATOŚĆ KILKU KATIONOWYCH ODMIAN
MONTMORILLONITU I PRODUKTÓW ICH AKTYWACJI KWASOWEJ
W pracy przedstawiono wyniki badań nad zmianą własności sorpcyjnych i porowatości próbek
montmorillonitu: sodowego, cynkowego, glinowego, chromowego i cynawego oraz ich aktywatów
kwasowych. Stwierdzono wyraźny wzrost objętości porów szczególnie w obszarze mikro- i
mezoporów. Największe zmiany zachodzą w przypadku montmorillonitu sodowego. Zmiana
porowatości rzutuje na kilkakrotny wzrost sorpcji argonu próbek poddanych procesowi aktywacji
kwasowej. W przypadku aktywatów kwasowych obserwuje się duży spadek sorpcji cząsteczek, co
spowodowane jest ubytkiem grup- OH i kationów międzypakietowej przestrzeni montmorillonitu.
EDELTRAUDA HELIOS-RYBICKA
Zn, Cd AND Mn SORPTION ON SOME CLAY MINERALS
The studies of sorption properties were carried out on clay minerals of the smectitc series, mixedlayer smectite/illite, illite and kaolinite. The sorption of heavy metals, such as Zn, Cd and Mn, was
studied in water suspensions of clay minerals at a constant pH of 7. It was found that at low
concentrations of metals in the solution (1-40 ppm), Zn, Cd i Mn are sorbed in an amount of
80-98% by clay minerals of the smectite series and illite and in about 50% by kaolinite. The
sorption of these metals over the whole range of concentrations used follows Freundlich's sorption
isotherm.
EDELTRAUDA HELIOS-RYBICKA
SORPCJA Zn, Cd I Mn NA WYBRANYCH MINERAŁACH ILASTYCH
Kumulacja metali ciężkich m.in. w glebach oraz osadach dennych zbiorników wodnych jest jednym
z ważniejszych czynników zanieczyszczenia środowiska naturalnego. Sorpcja metali ciężkich na
cząstkach gleb i osadów ilastych szczególnie w przypadku niektórych metali, takich jak Zn, Cd i
Mn odbywa się bardzo gwałtownie. Ponad 90% sorpcji ma miejsce w ciągu 15 minut, zaś stan
równowagi zostaje osiągnięty po ok. 20 godz. Przeprowadzono sorpcję Zn na minerałach ilastych, z
grupy smektytu: montmorillonit Wyoming, montmorillonit Arizona, beidellit Mikołajowice, minerał
o strukturze mieszano pakietowej smektyt/illit Konin, a także na illicie Montana i kaolinicie
Georgia. Dla minerałów tych określono pojemność wymiany jonowej oraz całkowitą powierzchnię
rozwinięcia a także zawartość "żelaza wolnego". Na próbkach illitu, kaolinitu oraz minerału o
strukturze mieszanopakietowej smektyt/illit wykonano sorpcję Cd i Mn. Badania sorpcji Zn, Cd i
Mn przeprowadzono przy ich koncentracji w roztworze 1-40 ppm, przy pH 7. Uzyskane wyniki
pozwoliły na wykreślenie izoterm sorpcji poszczególnych metali. W zakresie tych stężeń metali w
roztworze wyjściowym biegną one zgodnie z izotermą Freundlicha. Dla niskich stężeń Zn w
roztworze, przebieg sorpcji jest podobny w przypadku wszystkich minerałów z wyjątkiem
beidellitu. Minerał ten wykazuje najlepsze właściwości sorpcyjne. Uzyskane izotermy sorpcji
wskazują, że sorpcja metali w przypadku illitu jest również wysoka; zaznacza się też większe
zróżnicowanie pomiędzy poszczególnymi metalami. Zn sorbowany jest lepiej i w większych
ilościach niż kadm, zaś Mn w najmniejszych ilościach. Kaolinit sorbuje te same metale w znacznie
mniejszej ilości, wykazuje też niewielkie zróżnicowanie w sorpcji pomiędzy poszczególnymi
metalami. Uzyskane wyniki sorpcji Zn, Cd i Mn na minerałach ilastych wskazują, że dla użytytych
stężeń metali w roztworze, pojemność wymiany jonowej jak i całkowita powierzchnia rozwinięta
minerałów nie mają decydującego wpływu na wielkość sorpcji. Jak się wydaje, sorpcja metali
ciężkich na minerałach ilastych zależy od struktury danego minerału i jest różna dla różnych metali.
Istotny wpływ minerałów z grupy smektytu i w illicie może mieć wielkość ładunku pakietu i jego
pochodzenie. W przypadku kaolinitu sorpcja może zależeć od ilości "centrów aktywnych"
pochodzących od zerwanych wiązań na krawędziach lub powierzchniach blaszek tego minerału.
Stwierdzono, że w przypadku sorpcji metali ciężkich, obok minerałów ilastych z grupy smektytów,
charakteryzujących się wysoką powierzchnią rozwinięcia oraz pojemnością jonowymienną, istotną
rolą mogą odgrywać również illit a takie kaolinit.
MARIA CZAJA
THE OCCURRENCE OF MIXED-LAYER CHLORlTE/VERMICULITE AT
LUBIECHOWA
(THE KACZAWSKIE MTS)
One of clay minerals filling up vesicles in melaphyres at Lubiechowa was subjected to various
treatments involving saturation with Mg and K ions and treatment with ethylene glycol and
glycerol. It has been found that the mineral in question consists of chlorite and mixed-layer chlorite/
vermiculite. Using Mering's method it has been shown that two types of structure are present: the
content of chlorite layers is 80% in one type and about 30% in the other. The effect of acetic acid
treatment on the layers making up the structure of the mineral was also studied.
MARIA CZAJA
WYSTĘPOWANIE CHLORYTU-WERMIKULITU W LUBIECHOWEJ
(GÓRY KACZAWSKIE)
Badaniom poddano złotobrunatny, łuskowaty minerał występujący w pęcherzach melafirów w
Lubiechowej. Obserwacje makroskopowe i mikroskopowe sugerowały, że jest on efektem procesu
przemiany ciemnozielonego, zwartego minerału chlorytu. Dyfraktogram próbki naturalnej nie byk
typowy ani dla chlorytu, ani dla wermikulitu. W celu przeprowadzenia identyfikacji pakietów
zawartych w tym minerale zastosowano następujące zabiegi: nasycanie próbki naturalnej glikolem i
gliceryną, nasycanie jonami Mg2+ i K+, a następnie glikolem i gliceryną. Czynności te
przeprowadzono także dla próbki wcześniej odmytej w 10% kwasie octowym. Analizy dyfrakcyjne
wykonano dla preparatów orientowanych. Przeprowadzone badania wykazały, że minerał składa się
z chlorytu i struktur mieszanopakietowych chloryt/wermikulit. Po nasyceniu cieczami
organicznymi, a także jonami Mg2+ i K+ część refleksów pozostała nie zmieniona. Odpowiadały
one chlorytowi. Natomiast pozostałe refleksy, często szerokie i wielokrotne, były bardzo czułe na
rodzaj kationu wymiennego i przesuwały swoje położenie po nasyceniu jonami potasu, a także
cieczami organicznymi. Stwierdzono, że refleksy te pochodzą od struktur mieszanopakietowych
chloryt/wermikulit. Stosując metodę Meringa oszacowano, że parametr bliskiego uporządkowania
dla tych struktur wynosi zero (S = 0). Położenie punktów odpowiadających ugięciom od fazy
pęczniejącej, zwłaszcza na liniach 003ch/003n oraz 004ch/005n wskazuje, że istnieją dwa typy
struktur. W jednym z nich udział pakietów chlorytowych wynosi 80%, a w drugim około 30%.
STANISŁAW LEWOWICKI, RYSZARD GOROCKIEWICZ, LESZEK STOCH
HIGH-TEMPERATURE MODIFICATION OF THE TECHNOLOGICAL PROPERTIES OF
STONEWARK CLAYS WITH ACTIVE ADDITIVES
The paper presents the results of high-temperature modification of stoneware clays from Łęknica
with fly-ash from the Turów power plant and phonolite from Opolno Zdrój. The technique of the
design of experiments was adopted. It was assumed that the mathematical characteristic of the
object of studies can be approximated by a non-linear regression function of the second order. This
function was calculated by the method of regression analysis, using an ODRA 1304 computer. The
relationships were determined between the selected physico-mechanical properties of burnt clays
and the content of mullite, quartz, cristobalite and glass, and the batch constituents and firing
temperature. The resulting regression equations were interpreted graphically. It appears that the: rise
in burning temperature is attended by an increase in mullite and glass content and a deterioration in
compressive strength due to the stresses generated at the crystalline phase-glass boundary. It is the
increase in mullite content rather than the higher glass content that lowers the strength of ware.
High glass content and high apparent density increase the strength of ware. Optimum batch
composition and firing temperature were determined in order to obtain the ware with a compact
texture. Bodies with best technological properties, meeting the specifications for high-quality acidproof stoneware, were obtained from mixes consisting of clay modified with phonolite (20-40%) or
fly-ash (30%) and phonolite (40%).
STANISŁAW LEWOWICKI, RYSZARD GOROCKIEWICZ, LESZEK STOCH
MODYFIKOWANIE WŁAŚCIWOŚCI TECHNOLOGICZNYCH IŁÓW
KAMIONKOWYCH DODATKAMI AKTYWNYMI W WYSOKICH TEMPERATURACH
Iły przydatne do produkcji materiałów ceramicznych wypalone w określonej temperaturze powinny
posiadać odpowiedni skład fazowy i teksturę. Szczególnie ważna jest zawartość mullitu,
krystobalitu i kwarcu oraz fazy szklistej. Podjęto próbę modyfikowania składu fazowego a tym
samym właściwości iłów w stanie wypalonym wprowadzając do nich substancje mineralne, które w
wysokich temperaturach są chemicznie aktywne i wchodzą w reakcje ze składnikami iłów. Mogą
nimi być popioły lotne i skały bogate w alkalia. W stanie nie wypalonym działają one schudzająco,
podobnie jak kwarc, zmniejszając plastyczność i skurczliwość. W pracy przedstawiono wyniki
badań modyfikacji iłów kamionkowych z Łęknicy popiołem lotnym z elektrowni Turów i fonolitem
z Opolna Zdroju w wysokich temperaturach. Cel pracy zrealizowano w oparciu o technikę
planowania eksperymentu. Założono, że charakterystykę matematyczną obiektu badań można
aproksymować nieliniową funkcją regresji rzędu drugiego. Obliczenie funkcji wykonano metodą
analizy regresji z zastosowaniem EMC ODRA 1304. Ustalono zależności wybranych własności
fizykochemicznych wypalonych iłów oraz zawartości w nich mullitu, kwarcu, krystobalitu i szkliwa
od składników masy i temperatury wypalania. Otrzymane równania regresji zinterpretowano
graficznie. Wynika z nich, że ze wzrostem temperatury wypalania wzrasta ilość mullitu i szkliwa
oraz spada wytrzymałość na ściskanie na skutek naprężeń na granicy faza krystaliczna-szkło.
Wzrost ilości szkliwa wpływa w mniejszym stopniu na obniżenie wytrzymałości niż wzrost ilości
mullitu w tworzywie. Przy dużej ilości szkła i wysokiej gęstości pozornej wzrasta wytrzymałość
tworzyw. Określono optymalny skład mas i temperatury wypalania dla uzyskania tworzyw o
zwartej teksturze. Optymalne własności gwarantują masy z badanego iłu modyfikowanego
fonolitem w ilości 20-40% lub popiołem lotnym (30%) i fonolitem (40%). Własności
technologiczne wypalonych kształtek z tak modyfikowanego iłu odpowiadają najwyższym
gatunkom kamionki kwasoodpornej.
AHMAD M. MORSY, MOHAMED S. ATIA
EFFECTS OF WEATHERING ON THE MINERALOGY AND CHEMICAL
COMPOSITION OF SOME EGYPTIAN BASALTS
X-ray diffraction and chemical analyses were carried out on fresh and weathered basalt samples
from seven localities in Egypt, viz. Abu Rawash, Abu Zaabal, Qatrani, Bahariya, Bahnasa, the
Cairo-Suez road and the Red Sea coast. Progressive weathering induces variations in the intensities
of X-ray reflections of different minerals, accompanied by variation in the contents of different
elements as resulting from chemical analysis. The degree of weathering was related to two
parameters, viz. the degree of oxidation of iron and the weathering index of Parker (1970). A fair
correlation was found between these parameters, both indicating that the Bahariya samples are the
most whilst the Qatrani samples the least weathered. The identified clay minerals resulted from
weathering processes were chlorite, montmorillonite, illite and mixed-layer
montmorillonite/vermiculite and illite/montmorillonite. These clay minerals were formed through
neoformation from silicates and degradational transformation of these neoformed minerals.
AHMAD M. MORSY, MOHAMED S. ATIA
WPŁYW WIETRZENIA NA SKŁAD MINERALNY I CHEMICZNY NIEKTÓRYCH
BAZALTÓW EGIPTU
Wykonano badania rentgenowskie i analizy chemiczne próbek świeżych i zwietrzałych bazaltów,
pobranych z 7 miejsc ich występowania w Egipcie (Abu Rawash, Abu Zaabal, Qatrani, Baharija,
Bahnasa, szosa Kairo-Suez, wybrzeże Morza Czerwonego). W miarę postępującego wietrzenia
obserwuje się zmiany intensywności refleksów rentgenowskich pochodzących od rożnych
minerałów oraz zmianę zawartości różnych składników chemicznych. Stopień zwietrzenia
charakteryzowano dwoma parametrami: stopniem utlenienia żelaza oraz wskaźnikiem zwietrzenia
zaproponowanym przez Parkera (1970). Stwierdzono dobrą korelację między tymi parametrami.
Obydwa z nich wskazują, że skały z Baharija są najsilniej zwietrzałe, a z Qatrani -najmniej. Wśród
wietrzeniowych minerałów ilastych zidentyfikowano chloryt, montmorillonit, illit oraz minerały
mieszanopakietowe montmorillonit/wermikulit i illit/montmorillonit. Minerały te powstały w
wyniku wietrzenia innych minerałów krzemianowych oraz dalszej degradacyjnej transformacji
ilastych produktów wietrzenia.
MAREK A. ZAKRZEWSKI
JASKÓLSKITE, A NEW HOMOLOGUE OF MENEGHINITE FROM VENA, SWEDEN
Jaskólskiite is a new Pb-Cu-Sb-Bi sulphosalt from the Vena Cu-Co deposit in the Bergslagen
metallogenic province in central Sweden. It occurs in aggregates up to a few mm in diameter,
intergrown with mineral "S", another new Pb-Cu-Sb-Bi sulphosalt, native bismuth, galena,
pyrrhotite and, rarely, native antimony. The specimens examined contain also: chalcopyrite,
arsenopyrite, cobaltite, pyrite, sphalerite, cubanite, freibergite, gudmundite, marcasite, costibite and
mackinawite.
MAREK A. ZAKRZEWSKI
JASKÓLSKIITE, NOWY HOMOLOG MENEGHINITU, Z VENA (SZWECJA)
Jaskólskiite, nowy minerał z grupy siarkosoli, rozpoznano w złożu miedziowo-kobaltowym Vena w
centralnej Szwecji. Na podstawie analiz w mikroobszarze ustalono jego wzór chemiczny:
Pb2,22Cu0,19Sb1,17Bi0,62S5. Minerał nazwany został na cześć prof. dr Stanisława Jaskólskiego,
pioniera mikroskopii kruszcowej w Polsce. Pełny opis minerału zamieszczony będzie w Canadian
Mineralogist.